Первой о своём синтезе алмаза заявила шведская компания ASEA в 1953 году, но на официальном уровне подтверждения этой новости не было. Компания хотела сохранить процесс производства в тайне, но уже через два года компания «General Electric» сообщила на весь мир об успешном синтезе алмазов и получила патент. В 1959 году «De Beers» также успешно синтезировала алмазы, используя прессовый метод высоких давлений ASEA, они развили синтез до промышленных масштабов.
Синтез алмаза – искусственный процесс выращивания алмазов в лабораторных условиях.
Основные методы синтеза
- Базовая технология заключается в растворении графита в расплавленном железе, кобальте, никеле или марганце при высоких температурах и давлениях. Металл здесь понижает температуру и давление, необходимые для перехода структуры графита в плотно упакованную кубическую структуру алмаза. При одновременном давлении 110 000 атмосфер и нагреве до 3300C металлические диски плавятся, растворяя графит, а затем температура падает, и углерод графита испытывает перекристаллизацию в мелкие алмазы (процесс занимает 2-3 минуты). Алмазы извлекают, растворяя не алмазную часть в кислотах.
- Существует способ плёночного синтеза. Суть его заключается в осаждении атомов углерода из газов. В вакууме затравка помещается на подложку, пространство заполняется водородной и метановой атмосферой, которую разогревают до 30 000С, углерод выделяется из метана и оседает на холодную затравку, формируя чистый кристалл.
- Взрывной синтез основан на создании кратковременных температур и давлений (детонации взрывчатых веществ), необходимых для перехода графита, или аморфного углерода в алмаз. Этот метод считается ближе всех к природному процессу.
- Лазерный способ заключается в синтезе алмаза из аморфного углерода при помощи мощного лазера, а полученный материал превосходит алмаз по своим свойствам, он прочнее и крепче природного аналога. При добавлении в его структуру бора становится сверхпроводником.
Характерные признаки природных и
синтетических алмазов
- Природный алмаз содержит включения: гранат, оливин, рутил, пирит, хромэнстатит, хромдиопсид и гранат.
- Природные алмазы, флюоресцирующие голубым светом, при освещении длинноволновым УФ дают слабую жёлтую фосфоресценцию.
- Камни, синтезированные «General Electric» имеют магнитные свойства из-за металлического катализатора, который используется в синтезе, но обнаружить эти свойства можно только при помощи сильного магнита.
- Алмазы «General Electric» в коротковолновом УФ флюоресцируют и фосфоресцируют зелёно-жёлтым и жёлтым светом.
- В синтетических кристаллах «Sumitomo» беспорядочно распределены белесые пылевидные включения, рассмотреть которые можно в микроскоп.
- «Sumitomo» флюоресцируют в коротковолновом УФ, фосфоресценция отсутствует.
- В синтетике фирмы «De Beers» включения в виде крупных чёрных частиц шихты с металлическим блеском.
Эту и другие статьи о камнях, металлах и ювелирном искусстве вы можете найти в моём блоге https://goldway-blog.ru/
